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半导体纳米量子点,由于其具有纳米尺寸和组成能被设计以适应特定的应用,是理想的零维先进材料,展现出许多有趣的光学及物理性质,还是用于各种光电器件,光催化,生物医学分析领域的一种理想的纳米材料。当前,Cd类量子点如CdS、CdTe、CdSe等较高的荧光效率常用作生物荧光探针,镉元素的生物毒性比较大,限制了生物分析领域方面的应用。Zn类量子点能克服毒性大的缺点,特别ZnSe是宽带隙蓝光材料,并且可作掺杂主体。通过ZnSe量子点中掺杂金属离子以及在微球表面外延生长一层无机、有机壳层可以增强荧光发光强度;此外,选择合适修饰剂,能使量子点有良好水溶性、生物相容性还能偶联生物大分子,得到高质量的ZnSe类量子点。因此,本论文的主要工作是直接在水溶液中制备较低毒性、较高量子产率及稳定性的水溶性L-半胱氨酸修饰的ZnSe掺杂核壳型量子点,并取得以下成果:(1)在水溶液中以化学共沉淀法制备水溶性L-半胱氨酸修饰的ZnSe:Co量子点。已经合成的ZnSe:Co量子点的结构、组成、形貌、尺寸和光学性质,利用X射线粉末衍射(XRD)、X射线能谱分析(EDX)、透射电子显微镜(TEM)、红外光谱(IR)、紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)和荧光光谱(PL)等进行了表征,并通过荧光光谱(PL)对其合成条件进行了优化,并探究其光照的稳定性。结果表明:合成的L-半胱氨酸修饰的ZnSe:Co量子点为立方闪锌矿构型,球形形貌,较好分散性、水溶性和生物相容性。通过荧光光谱分析得到量子点的合成优化条件为:反应温度T=95℃,Co2+离子掺杂量为2%,反应体系的pH=10,回流时间为 1.5h,n(L-Cys):n(Zn2+):n(HSe-)=1.6:1:0.15,荧光寿命为32.53ns。经过Co2+离子的掺杂,ZnSe:Co量子点量子产率由4.93%增加到13.19%;经过室内自然光照敏化作用,量子产率由13.19%增加到19.32%。与ZnSe量子点相比,ZnSe:Co量子点稳定性也提高,放置时间由20天延长到45天。(2)在ZnSe:Co量子点表面包覆ZnS壳层得到L-半胱氨酸修饰水溶性ZnSe:Co/ZnS量子点,探究了 ZnS壳层厚度、回流时间对ZnSe:Co/ZnS荧光强度影响,还研究了ZnSe:Co/ZnS的稳定性。通过XRD、EDX、TEM、IR、UV-Vis和PL等对ZnSe:Co/ZnS量子点的结构、形貌、组成、尺寸、和光学性能进行表征分析。结果表明:合成的L-半胱氨酸修饰的ZnSe:Co/ZnS量子点为立方闪锌矿结构,形貌为球形,较好分散性、生物相容性、水溶性。经过ZnS壳层的形成,ZnSe:Co/ZnS量子点的荧光量子产率由13.19%增加到25.19%;经室内自然光照射,量子产率由25.19%增加到32.44%,优化后的壳核比为n(shell):n(core)=1.5:1;与ZnSe:Co量子点相比,ZnSe:Co/ZnS量子点稳定性提高,放置时间由45天延长到60天;荧光寿命由32.53ns增加到37.69ns。(3)对ZnSe:Co量子点表面进行ZnSe壳层包覆得到L-半胱氨酸修饰的水溶性ZnSe:Co/ZnSe量子点,探究了 ZnSe壳层厚度、回流时间对ZnSe:Co/ZnSe荧光性能的影响。通过XRD、EDX、TEM、IR、UV-Vis和PL等分析方法对量子点的结构、形貌、尺寸、组成和光学性能进行分析。结果表明:合成的L-半胱氨酸修饰的ZnSe:Co/ZnSe量子点为立方闪锌矿结构,形貌近似球形,较好单分散性、水溶性和生物相容性。与ZnSe:Co量子点相比,ZnSe:Co/ZnSe量子点量子产率由13.19%增加到29.94%;荧光寿命由32.53ns增加到39.95ns;优化的壳核比为n(shell):n(core)=0.4:1。